許人元（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

剛撓結(jié)合板制作中難點(diǎn)改良

許人元
（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

剛撓結(jié)合板兼具剛性 PCB 的穩(wěn)定性和撓性PCB的可彎曲性，發(fā)展前景十分可觀。本文主要介紹了剛撓結(jié)合板在剛性PCB制作過(guò)程中出現(xiàn)的制作難點(diǎn)以及改良經(jīng)驗(yàn)，以供同行業(yè)參考。

1 制作基本流程 (圖1)

圖1 R-FPCB制作流程

2 關(guān)鍵工序與改良

2.1 剛撓結(jié)合板制作信息

排板結(jié)構(gòu)：25（H/H）1080 1（H/H）1080 25（H/H）（圖2）

圖2 六層 R-FPCB結(jié)構(gòu)

半固化片：1080=0.074 mm（2.9 mil）生益 No-Flow PP RC: 64%

2.2 制作中的重點(diǎn)難點(diǎn)

軟板部分：軟板剛性設(shè)備制作，壓制PI覆蓋膜，PI膜壓合；

硬板部分：硬板Core 與 PP 的窗口制作，剛撓結(jié)合壓板漲縮、溢膠量控制等。

（1）撓性板內(nèi)層線路制作，鑒于FCCL軟板材料薄、軟的特性，若用剛性PCB生產(chǎn)設(shè)備制作，撓性板過(guò)所有水平線均需采用牽引板帶過(guò)，避免卡板報(bào)廢。

（2）壓制PI覆蓋膜。先采用電烙鐵將貼好PI覆蓋膜的四個(gè)角固定，然后結(jié)合PI覆蓋膜的特性進(jìn)行壓合，由于整板貼 PI 覆蓋，壓板后發(fā)現(xiàn)有PI覆蓋膜皺褶，壓不實(shí)汽泡空洞等問(wèn)題。故采取局部貼。

壓制參數(shù)：采用激光開(kāi)窗，壓合溫度180 ℃ 、壓力0.98 MPa（10 kg/cm2），預(yù)壓20 s成型90 s。PI膜壓合結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3 PI膜壓合結(jié)構(gòu)圖

原因分析：因整板貼 PI 膜，模擬快壓機(jī)傳統(tǒng)壓合時(shí)設(shè)定壓力過(guò)小，壓力不均導(dǎo)致PI膜未壓實(shí)，氣泡、皺褶等問(wèn)題，及潛在可靠性爆板的隱患（圖4）。

圖4 整板貼PI膜未壓實(shí)(空洞)

改善措施：調(diào)整為采用局部貼PI覆蓋膜，增大壓力到2.45 MPa（25 kg/cm2），可改善細(xì)線路區(qū)壓不實(shí)的問(wèn)題（圖5）。

圖5 局部貼PI膜易壓實(shí)

（3）無(wú)銅區(qū)域填膠不足，空洞、滲水。在完成FA Lot 電鍍、蝕刻后發(fā)現(xiàn)，無(wú)銅區(qū)域有滲水，經(jīng)切片發(fā)現(xiàn)為填膠不足，有空洞。改善措施：增加殘銅設(shè)計(jì)，調(diào)整壓板升溫速率到≥3.0 ℃/min，優(yōu)化壓板樹(shù)脂流動(dòng)性。

由于No-Flow Pp 不流動(dòng)特性易產(chǎn)生無(wú)銅區(qū)填膠不足，通過(guò)增加殘銅率設(shè)計(jì)，縮小填膠小空間，提高壓板升溫速率，改善填膠不足的品質(zhì)問(wèn)題。

（4）壓板參數(shù)控制。生益 No-Flow Pp 使用要求： 70 ℃ ～ 130 ℃間升溫速率3.0 ℃/min ～ 5.0 ℃/min，170 ℃ ～180 ℃固化時(shí)間≥30 min。

經(jīng)多次調(diào)整壓板程序料溫測(cè)試， 將壓程升溫速率由 70 ℃ ～ 130 ℃范圍的1.55 ℃/min 提升到 3.15 ℃/min，如表1，壓板填膠情況有明顯的改善。

表1 壓板參數(shù)

（5）壓板撓性區(qū)隆起的改善。整板貼PI覆蓋膜壓不實(shí)，與PP分層，增加金屬化孔的難度，故而調(diào)整為僅撓性區(qū)貼PI覆蓋膜，提升可靠性。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)局部貼PI覆蓋膜在壓合后撓性區(qū)域隆起，外觀不良，采取壓板時(shí)填充PTFE材料予以改善。PTFE材料采用成型加工制成小片，尺寸控制為：PTFE片比 硬板 Cavtiy單邊小0.0254 mm。

（6）壓板漲縮控制。鑒于撓性材料漲縮穩(wěn)定性相對(duì)較差， 故優(yōu)先完成撓性板線路、壓制PI覆蓋膜制作，根據(jù)其漲縮系數(shù)制作剛性板部分。制作流程為：軟板預(yù)補(bǔ)償 – 完成壓PI膜后取漲縮系數(shù) – 制作硬板部分。漲縮數(shù)據(jù)如表2。

表2 撓性板漲縮數(shù)據(jù)

根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)分析來(lái)看，寬邊的漲縮比較穩(wěn)定，長(zhǎng)邊漲縮波動(dòng)較大，Lot 3批由于線路后停放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，吸濕導(dǎo)致長(zhǎng)邊漲縮不穩(wěn)定，鑒于后續(xù)在壓板前進(jìn)行烘板除濕處理。

（7）電鍍。采用一次電鍍走負(fù)片酸性蝕刻流程制作，MI要求：孔銅ave0.018 mm，面銅ave0.033 mm；全板電鍍參數(shù)：14 ASF×90 min，F(xiàn)A試板鍍銅厚度孔銅0.024 mm，表銅0.038 mm。

（8）阻焊、文字、沉金。沉金后發(fā)現(xiàn)撓性區(qū)文字油墨脫落，由于撓性區(qū)PI覆蓋膜較為光滑，與其結(jié)合力較差，無(wú)法抵抗沉金藥水的攻擊導(dǎo)致。改善措施：調(diào)整制作流程，將絲印文字調(diào)整到沉金之后制作，避免文字脫落問(wèn)題產(chǎn)生。

2.3 可靠性測(cè)試

耐回流焊測(cè)試： Rflow 260 ℃×3次，無(wú)爆板。

熱沖擊測(cè)試： 288 ℃，10 s浸錫3次，無(wú)爆板、PI膜起泡。

耐折彎板測(cè)試：彎板，180°，100次以上。

3 總結(jié)

本文介紹了剛撓結(jié)合板重點(diǎn)突破了傳統(tǒng)壓機(jī)壓合 FPC 板壓制 PI 覆蓋保護(hù)膜，剛撓結(jié)合板開(kāi)通窗制作法的改良，撓性區(qū)通過(guò)100次180度折疊測(cè)試和浸錫測(cè)試（288 ℃，10s，3次）PI無(wú)起泡，符合客戶的品質(zhì)要求。

綜合一般剛性PCB廠的制程能力，軟板材料的線路制作和行業(yè)內(nèi)剛撓結(jié)合板的關(guān)鍵工序在開(kāi)窗（或揭蓋）方式，均為關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。此款剛撓結(jié)合板是采取開(kāi)通窗的制作方法完成，由于開(kāi)通窗的方式不利于后工序的制作（比如：磨板、PTH除膠），易發(fā)生撓性區(qū)域的品質(zhì)隱患，因此開(kāi)通窗的制作方式嚴(yán)重局限于較小的窗口。后續(xù)可針對(duì)撓性區(qū)域硬板控深銑開(kāi)窗或激光揭蓋開(kāi)窗，進(jìn)行技術(shù)突破。以上制作方法，請(qǐng)同行業(yè)人員給與點(diǎn)評(píng)，以優(yōu)化剛性PCB板廠制作剛撓結(jié)合板技術(shù)。

許人元，主要從事PCB板制造流程工藝技術(shù)改良，技術(shù)研究開(kāi)發(fā)管理工作，有十年以上的PCB工藝和制造的工作經(jīng)驗(yàn)，曾主導(dǎo)過(guò)多種品質(zhì)改善專案，并取得顯著成效。

The difficulty points and improvement method in the production of R-F PCB

XU Ren-yuan